Современные системы отопления частных домов
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Современные системы отопления частных домов

Современные системы отопления загородного дома

Современные системы отопления загородного дома

При строительстве загородного дома выбор системы отопления стоит, пожалуй, на втором месте после выбора материала стен и кровли. В данной статье мы постараемся рассмотреть плюсы и минусы современных систем отопления.
Все системы отопления можно условно разделить на 3 типа: традиционное (жидкий теплоноситель нагревается, а затем, проходя по системе труб и радиаторов, отдает тепло отапливаемым помещениям), воздушное (в качестве теплоносителя используется воздух, подаваемый после подогрева в отапливаемые помещения), электрическое прямое (нагрев помещения осуществляется без теплоносителя и электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую).
К традиционным системам отопления можно отнести все виды котельного оборудования, работающие на основе природного газа, жидкого топлива (дизельное топливо, мазут и т.д.), электричества, твердого топлива. Сегодня природный газ – наиболее оптимальное и экономически выгодное топливо. Но стоимость работ по подключению частного дома к газовой сети достаточно ощутима. Что касается жидкого топлива, то следует учитывать неудобства, связанные с его доставкой и хранением. Кроме того, жидкое топливо может быть различного качества, в зависимости от его производителя.
Расположение помещения с отопительным котлом внутри здания определяет наличие в той или иной степени специфического запаха топлива (особенно при использовании солярки) и продуктов его сгорания. Сохраняется также возможность аварийных протечек, устранение которых при заполнении систем антифризом требует значительных затрат, т.к. вытекающая жидкость является ядовитым химикатом, который может испортить мебель, интерьер и строительные материалы конструкции дома, а также крайне вреден для людей в случае вдыхания его паров. Периодическое включение отопительного котла и циркуляционного насоса, даже при использовании дорогого импортного оборудования, создают дополнительный шум и вибрацию. Для длительной и надежной эксплуатации традиционных систем отопления необходима профилактика котельного оборудования. По мере эксплуатации снижается эффективность системы: камера, дымоходы, горелка покрываются сажей и пылью; теплоноситель из системы вытекает, частично испаряется; газы попадают в систему, создавая воздушные пробки. К тому же, котельное оборудование, работающее на первых двух видах топлива, в большинстве случаев зависит от электричества.
При использовании котлов, работающих на природном газе, следует учесть, что на их работе отрицательно сказывается пониженное давление газа в российских магистралях. Некачественное жидкое топливо приводит к преждевременному износу топливного насоса, засорению форсунок, образованию кислотных и сернистых компонентов. А скачки напряжения (150-280 В), колебания частоты тока, длительная работа на пониженном напряжении выводят из строя автоматику.
Список сервисных работ значителен, и для их проведения нужны квалификация и соответствующая аппаратура. В зависимости от объема работ, цена на сервисное обслуживание одного отопительного котла за год составляет от $100 до $600, при этом запчасти и ремонт оцениваются отдельно. Остановка и сбои в работе традиционной системы могут привести к серьезным материальным затратам, т.к. выходит из строя сразу вся система. Поэтому специализированные фирмы организуют круглосуточное дежурство и диспетчерскую помощь с выездом на место аварии, что также оплачивает потребитель.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ
Рассмотрим традиционную систему отопления с точки зрения влияния на здоровье. Во-первых, при работе радиатора с высокой рабочей температурой (60-70 °С) гибнет находящаяся в воздухе микрофлора (происходит «омертвление» воздуха). Во-вторых, возникающие конвективные потоки создают в помещении постоянно движущиеся воздушные массы, поднимающие пыль и разносящие ее по всему помещению. В-третьих, возникает большой разброс температур по высоте помещения (холодный пол-горячий потолок), что не полезно для нашего организма.
К несомненным плюсам этой системы отопления можно отнести невысокую стоимость топлива для котельного оборудования.
Воздушные системы отопления также требуют установки отопительного котла и, следовательно, получают «в наследство» все связанные с этим проблемы, которые мы упомянули. Хотя с точки зрения экологии эта система заметно отличается от перечисленных в лучшую сторону. Использование воздуха в качестве теплоносителя повышает надежность системы отопления, количество поступающего в каждое отдельное помещение воздуха легко дозировать поворотом задвижки воздуховодов, гарантийное и послегарантийное обслуживание воздушного отопления связано в основном с работой котлов и поэтому дешевле и проще. Но, даже при наличии специальных фильтров, в воздухе, проходящем через нагревательный котел, остаются мельчайшие частички пыли и другой органики, которые выгорают или частично разлагаются на горячих поверхностях котла, увеличивая количество угарного газа.
Прямое электрическое отопление, как правило, не требует значительных капитальных затрат, а при применении современных систем электрообогрева в сочетании с современными теплоизолирующими материалами они могут быть незначительными. А выход из строя одной единицы в системе электроотопления не выводит из строя всю систему, да и замена оборудования предельно проста. К тому же, именно этот вид отопления легко интегрируется в единую систему управления зданием «интеллектуальный дом».
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Все системы электрического отопления можно разделить, в свою очередь, на конвекционные и излучательные. Конвекционные системы можно условно разделить на конвекторы естественного потока воздуха и конвекторы принудительного поддува.
Электроконвекторы естественного протока воздуха – это, по сути, те же радиаторы, но каждый конвектор может работать при включении в сеть автономно. Следовательно, все недостатки (конвективные потоки, «омертвление» воздуха, высокий температурный градиент по высоте помещения, малая экономичность) сохраняются. Современные электроконвекторы выполняются с герметично запаянными электронагревательными элементами, поэтому допускают эксплуатацию во влажных и сырых помещениях, просты в монтаже и установке.
Конвекторы принудительного продува давно известны на рынке отопления в виде тепловентиляторов, воздушных тепловых завес и тепловых пушек. Из-за высокотемпературных ТЭНов, сильных потоков воздуха, высокого уровня шума и большой потребляемой мощности эти устройства едва ли можно представить в жилых или офисных помещениях (за исключением внештатных ситуаций, ремонта и т.п.). Их место – в зданиях и сооружениях промышленного назначения. Вследствие этого говорить об экологии и экономичности в данном случае также не слишком уместно, но, впрочем, эти системы и не претендуют на лидерство в данных областях. Их задача – быстрый и мощный прогрев воздуха, а все «побочные» эффекты при этом всеми признаются, но считаются все же второстепенными.
К излучательным системам отопления относятся инфракрасные обогреватели. Они делятся на высокотемпературные (температура греющей поверхности свыше 300 °С), длинноволновые (температура поверхности 100-200 °С) и низкотемпературные (температура поверхности 25-50 °С). Излучение высокотемпературных ИК-излучателей (выше 300 °С) характеризуется тем, что оно поглощается поверхностями предметов, одеждой, кожей и тонким слоем подкожной клетчатки. Нагретые этим излучением предметы отдают тепло воздуху, а тепло нагретого подкожного слоя разносится по организму током крови от тонких подкожных капилляров, а также передается внутренним органам за счет теплопроводности тканей организма.
Предназначенные для обогрева жилых помещений длинноволновые ИК-обогреватели (100-200 °С) являются более предпочтительными. Однако достаточно высокая температура поверхности, во избежание риска случайных ожогов, не позволяет располагать их в доступной человеку области – в нижней части помещения, поэтому их исполнение, как правило, потолочное. При этом человек в зоне таких обогревателей неизбежно испытывает дискомфорт, связанный с перегревом головы и холодом в ногах.
Наиболее комфортным и экологичным следует признать лучистый обогрев жилых помещений, использующий температуру излучающих поверхностей излучателя, не превышающую 50 °С. При такой температуре излучателя достигается максимальная эффективность отопления помещений. Такова, например, температура кирпичной стены русской печи или теплого песка на пляже. Для такого «мягкого» ИК-излучения одежда и кожные покровы полупрозрачны, оно глубоко проникает в организм и согревает его быстро и максимально эффективно. Организм человека адаптирован к такому лучистому теплу на протяжении всего процесса биологической эволюции и эти лучи необходимы для нормальной жизнедеятельности организма так же, как пища, воздух и вода. Поэтому издавна подмечен оздоравливающий эффект южных пляжей, теплого мрамора в римских термах, кирпичной лежанки русской печи. Локальный нагрев внутренних тканей на доли и единицы градусов, как правило, способствует жизнедеятельности биологических объектов, повышая интенсивность процесса обмена веществ. Такое ИК-излучение является наиболее полезным для тканей живого организма и оказывает существенное позитивное влияние на протекающие в них биохимические процессы.
Следует также отметить, что прогрев всего организма в целом до достижения состояния теплового комфорта по рассматриваемому способу предпочтительнее прогрева через кожные покровы по следующим причинам. Непосредственное поглощение тепла внутренними тканями требует меньших затрат энергии для достижения сходного результата. Кроме того, не требуется интенсивная вентиляция, т.к. воздух живой и в нем отсутствуют недоокисленные продукты распада содержащихся в воздухе органических соединений. Поэтому по всем показателям применение отопителей «мягкого»
ИК-излучения наиболее предпочтительно с точки зрения здоровья.
Невысокая температура нагревательных элементов – гарантия их длительной и надежной службы. Экономия электропотребления на отоплении, по сравнению с отопителями конвективного типа, ИК-нагревателями и прочими подобными системами, составляет не менее 20-30%. При использовании современных автоматов защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также устройств защитного отключения по току утечки, вероятность пожара или поражения электрическим током близка к нулю. Помимо низкотемпературных панелей, внешний вид которых не всегда вписывается в интерьер, к «мягким» ИК-излучателям можно отнести потолочную пленку, встраиваемую в потолок и превращающую всю поверхность потолка в излучающую поверхность.

НЕОБХОДИМОЕ ДОПОЛНЕНИЕ
Итак, сегодня у центрального отопления появились достойные и перспективные конкуренты, и на наших глазах начинает происходить последовательный переход к автономным системам отопления. Внутри же самих автономных систем традиционное отопление с его большими капитальными и эксплуатационными затратами начинает уступать воздушному и прямому электрическому.
О финансовой стороне вопроса можно судить по данным таблицы. Цифры в ней относятся к стоимости оборудования, его монтажа, но не учитывают дополнительных проектных и строительных работ, а именно:
при традиционном и воздушном отоплении требуется помещение под котельную с приточно-вытяжной вентиляцией площадью не менее 7,5 м2, с окном и форточкой, вводом электропитания с контуром заземления. Стоимость 1 м2 для загородного строительства – $200-300. Если для отопления используется газ, то должен быть выполнен проект ввода, разводки и подключения. Стоимость этих работ – около $2000. При строительстве следует предусмотреть проход труб отопления через межэтажные перекрытия и стены. То же самое относится к воздуховодам теплого воздуха. Если эти работы не учесть в проекте, монтаж отопления обойдется значительно дороже. Для загородного дома площадью более 300 м2 сечение дымохода должно быть не менее 250х250 мм, а учитывая, что высота составляет 10-12 м, придется затратить еще $800-1000;
при газовом отоплении следует учесть, что прокладка трубопровода стоит $6-20 п.м и может сразу поставить под сомнение экономическую эффективность независимо от относительной дешевизны самого газа. Следует учитывать также ограниченность срока службы труб: для металлических – около 20 лет, полиэтиленовых – более 50 лет;
жидкое топливо требует емкости для хранения на 7-10 т и подъездные пути для топливозаправщика – еще примерно $2000-3000;
из соображений пожаро- и взрывобезопасности желательно обеспечить резервирование электропитания, а также установить стабилизатор напряжения (220В±15) мощностью не менее 0,6 кВт (около $100). Для автоматического управления температурными режимами необходимо дополнительно приобрести специальный регулятор и термостат, что обойдется в $500-1500;
если потребуется перестройка системы на различные режимы (зимний, осенний, отключение отдельных комнат), то желательно систему дополнить балансировочными клапанами и регулятором давления. Каждый клапан стоит $25-65, а регулятор давления – $120-140. Таким образом, капитальные затраты для традиционного отопления возрастают еще на $7-10 тыс.

Читать еще:  Обеспечение бесперебойной работы системы отопления

Немного статистики
Большая часть территории России приходится на зоны с умеренным и холодным климатом, и отопительный сезон длится, в среднем, 6-9 месяцев. На отопление тратится, по разным оценкам специалистов, 25-35% всех энергоресурсов, при этом потери достигают 30%. по материалам журнала Еврострой

Современные системы отопления

Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы. К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла — котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя – воды или воздуха. Здесь инновационные решения направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.

Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием. В них не предусматривается сжигания углеводородов, из энергоносителей в обогреве дома участвует только электроэнергия. Это различные гелиосистемы, солнечные коллекторы и новейшие разновидности электрического отопления. Несмотря на всю привлекательность этих систем, большинство домовладельцев предпочитает устройство обогрева частных домов традиционными способами, а почему – рассказано в нашей статье.

Эволюция традиционных систем и котлов

В советские времена, когда никто не озабочивался стоимостью энергоносителей, отопительное оборудование и системы были достаточно примитивны, хотя делались весьма надежно и прослужили немало лет. Сейчас приоритеты изменились, стали актуальными современные энергосберегающие технологии, позволяющие экономить постоянно дорожающие энергоносители.

Благодаря этому традиционные системы стали совершеннее за счет внедрения таких решений:

  • повышение КПД всех котельных установок, исключая электрические, поскольку их эффективность и без того очень высока (98—99%);
  • использование новых материалов и технологий для изготовления радиаторов отопления;
  • внедрения современных средств автоматики, управляющей работой систем в зависимости от погодных условий и времени суток, в том числе и дистанционно;
  • применение низкотемпературных отопительных сетей – водяных теплых полов с автоматическим регулированием нагрева;
  • реализация отбора тепла от выбрасываемого вытяжного воздуха при воздушном отоплении зданий (рекуперация).

Ярким примером энергосберегающего газового оборудования являются конденсационные котлы, где установлены самые современные теплообменники. Дело в том, что при сгорании метана образуется вода, которая тут же испаряется в пламени горелки и таким образом отнимает часть выделяемого тепла. Теплообменник конденсационного котла устроен так, чтобы заставлять пары конденсироваться и отдавать эту энергию обратно. За счет такого инновационного решения КПД теплогенератора достигает 96%.

Претерпели изменения и горелочные устройства, теперь они умеют самостоятельно дозировать количество топлива и воздуха, а также автоматически менять интенсивность горения. Это касается и твердотопливных котлов, сжигающих древесные гранулы – пеллеты. Благодаря чистоте данного вида твердого топлива, полной автоматизации процесса и развитой поверхности теплообмена современный пеллетный котел может работать с эффективностью до 85%.

Повышение КПД обычных дровяных котлов для обогрева частных домов может быть достигнуто только за счет отбора тепла у дымовых газов, средний показатель этих агрегатов составляет 70—75%.

Современные отопительные приборы изготавливаются из лучших теплопроводящих материалов – алюминиевого сплава и стали, хотя и у чугунных батарей в стиле ретро еще остается множество поклонников. Настоящая новинка в сфере отопления – водяные плинтусные конвекторы, выполненные из медных пластин и очень эффективно передающие тепло в помещения частного дома.

О теплых полах и воздушном отоплении

Широко применяющиеся напольные системы отопления нельзя назвать такими уж новыми. Но они проявили себя на практике как весьма экономичные и вот почему:

  • теплоноситель в контурах теплого пола греется не более, чем до 45 °С;
  • нагрев комнаты происходит всей поверхностью пола;
  • система хорошо поддается управлению современными средствами автоматизации;
  • нагретая стяжка долго сохраняет тепло после отключения нагрева.

Примечание. Помимо того, что теплый пол эффективно использует тепло, он обеспечивает его подачу в нижнюю зону помещения, что очень комфортно для находящихся там людей.

Современные решения в части воздушного обогрева зданий заключаются в том, чтобы не терять тепло, затраченное на нагрев вентиляционного воздуха. Отбор тепла у вытяжного воздуха осуществляется специальными теплообменниками – рекуператорами. Это действительно инновации в отоплении, поскольку они в состоянии вернуть до 80% затраченной энергии и передать ее приточному воздуху, существенно экономя энергоносители.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один — стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3—5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5—10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, — на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Выводы

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, — это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

Инновационные технологии в современных системах отопления

Современные системы отопления способны сократить расход топлива, максимально увеличить эффективность терморегуляции и уменьшить вред, который причиняется окружающей среде. Условно методы обогрева разделяют на два вида. К первому относится традиционный — использование котла, который работает на одном или двух энергоносителях. Второй вид предполагает применение новых технологий и энергосберегающего оборудования.

Первая система отопления появилась в 1975 году и прослужила немало лет. Сейчас традиционные методы обогрева усовершенствовались энергосберегающими технологиями, которые позволяют экономить дорогие энергоносители. Классические системы значительно улучшились благодаря осуществлению следующих задач:

Читать еще:  Отопление дома без газа и электричества

  1. 1. Повышение эффективности работы всех установок.
  2. 2. Внедрение новых материалов при производстве радиаторов.
  3. 3. Использование средств автоматики, дистанционного управления системами отопления.
  4. 4. Низкая стоимость.
  5. 5. Лёгкость монтажных работ.
  6. 6. Высокая безопасность во время работы оборудования. Система способна работать даже при максимальных нагрузках.
  7. 7. Использование низкотемпературной отопительной сети — водяного тёплого пола с автоматической регулировкой нагрева.

Отопительные системы для частных домов максимально просты в эксплуатации. Кроме того, новые технологии позволяют объединять все инновации в единую систему, что увеличивает автоматизацию и способствует быстрому нагреву всего дома.

Современная разработка позволяет использовать 2 вида ресурсов в качестве источников тепла. К ним относится:

  1. 1. Невосполнимый. Работает на основе электричества, газа, дров и является традиционным методом обогрева помещения.
  2. 2. Восполнимый. Современная технология отопительной системы, где энергоносителем выступает тепло от солнца, воды, земли и ветра.

Второй вид является более выгодным и экологичным. Но эффективность такой технологии намного ниже невосполнимого источника энергии.

У каждого метода обогрева есть свои преимущества и недостатки, поэтому конкретный тип подбирается исходя из площади частного или загородного дома, утепления пола, потолка, стен.

Новинку на современном рынке представляет инфракрасный источник теплоэнергии. Его можно использовать как для частного, так и загородного дома. Это оборудование, которое способно излучать инфракрасный свет, проходящий через любое воздушное препятствие.

Для обогрева жилого помещения используется конструкция, работающая от сети в 220 вольт. Основным компонентом изделия считается открытая спираль. Инфракрасная теплоэнергия исходит из рефлектора и способна обогреть любое помещение или предмет, на который направлено оборудование.

Световые отопители для потолка используют, как правило, для повышения температуры в гараже, подсобке или небольшом складе. А чтобы сделать тёплыми стены или пол в помещении, используется инфракрасное инновационное отопление плёночного типа для частного дома.

Отопление дома по новым технологиям с использованием инфракрасных устройств является наиболее экономичным. Коэффициент полезного действия достигает 95%, к тому же происходит максимально быстрый нагрев помещения, что позволяет оптимизировать все затраты.

Современное отопление частного дома должно быть дополнительно укомплектовано автоматическими регуляторами, которые работают на основе термостатов.

Инфракрасное устройство обладает рядом преимуществ:

  1. 1. Пожаробезопасность. Поверхность плёночного элемента не нагревается больше 60 градусов.
  2. 2. Простая эксплуатация.
  3. 3. Возможность изменения площади обогрева.
  4. 4. Отсутствие интенсивного теплового потока.
  5. 5. Работа системы без жидкого теплоносителя, что исключает утечки.
  6. 6. Долговечность.
  7. 7. Неспособность выделять токсины и другие вредные вещества.

Такие современные системы отопления частных домов, кроме ряда преимуществ, имеют и свои недостатки, основным из которых является высокая цена. Несмотря на то что технология полностью себя окупает, не каждый человек согласится ждать такой длительный период.

Передовые технологии позволяют получить теплоэнергию благодаря установке геотермальных устройств. Работает оборудование по принципу теплового насоса. Забор тепла происходит из почвы, которая расположена вблизи жилого помещения. Геотермальная система как инновация в отоплении дома устанавливается так:

  1. 1. Производится сборка и фиксация насоса. Он отвечает за перекачку тепла из грунта.
  2. 2. Теплообменник опускается в грунт. По нему передаются грунтовые воды, которые переносят в помещение своё тепло.

Стоит отметить, что если новейшая система отопления используется для загородного дома, то теплоносителем выступает антифриз. Для этого необходимо сделать резервуар, который будет предназначаться для забора энергии.

Для отопления жилого помещения можно использовать и гидротермальную систему отопления, если рядом с домом расположен водоём. Благодаря установке из воды извлекается электроэнергия. Монтаж изделия сходен с установкой геотермальной системы, но имеет свои отличия:

  1. 1. Сперва необходимо установить лом в тепловой насос. Он перемещает тепло по специальным трубочкам.
  2. 2. На дно водоёма ставится зонд — теплообменник.

Установка конструкции довольна проста и не требует длительного времени. Рабочая эффективность такого оборудования зависит от размера изделия.

Отопление за счет тепла от солнца включает в себя всё новые технологии. Стоит отметить, что такой современный метод обогрева — это не только фотоэлектрические панели, но и солнечные коллекторы. Новые системы содержат компоненты:

  1. 1. Коллектор. Изделие состоит из множества труб.
  2. 2. Резервуар.
  3. 3. Теплоноситель.

Солнечные системы имеют свои конструкционные особенности. Существует несколько разновидностей коллекторов:

Нередко такая современная система дополнена насосом. Он предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя, что обеспечивает более активный теплообмен.

Для того чтобы новая технология на основе солнечной энергии была максимально эффективной, рекомендуется придерживаться определённых правил:

  1. 1. Устройство должно эксплуатироваться только в тех регионах, где солнце греет бо́льшую часть года. Если это происходит реже, то необходимо устанавливать дополнительную комплектацию современного отопления.
  2. 2. Коллекторы должны быть расположены максимально высоко.
  3. 3. Угол батареи относительно горизонта располагается на 30 или 40 градусов.
  4. 4. Трубочки, соединённые между теплообменником и коллектором, должны изолироваться.

Соблюдение всех рекомендаций увеличивает не только срок службы конструкции, но и поступление в дом тепла, которое контролируется терморегулятором. Он позволяет запускаться отопительным системам в определённое время и отключаться после достижения нужной температуры.

Современные отопительные системы – новые и традиционные способы обогрева

Выбор способа обогрева зависит от финансовых возможностей домовладельца. Горожан с достатком выше среднего больше интересуют современные системы отопления и новейшее энергосберегающее оборудование. Сельские жители с невысокими доходами ставят задачу иначе: экономно обогреть квартиру либо частный дом, понеся минимальные затраты на монтаж.

Обе группы домовладельцев объединяет вполне понятное желание – меньше платить за коммуналку. Вариантов решения проблемы тоже два: пользоваться новыми технологиями или уходить / уменьшать потребление дорогостоящих энергоносителей.

Высокотехнологичные решения

Обогрев жилых и производственных помещений – сфера довольно консервативная, здесь сложно изобрести что-то новое, кардинально отличающееся от традиционных вариантов. Поэтому современные принципы отопления остаются прежними – перенос тепла от источника водяной системой либо прямой нагрев воздуха.

Как правило, инновации в отоплении затрагивают теплосиловое оборудование. Производители стремятся повысить КПД твердотопливных и газовых котлов, а также предлагают разнообразные альтернативные варианты:

  • тепловые насосы;
  • солнечные коллекторы;
  • напольный и панельный электрический обогрев с помощью инфракрасной пленки.

Так выглядят наружные блоки теплового насоса «воздух-воздух», напоминающие внешние модули сплит-систем

За последние 10 лет видоизменились тепловые сети загородных и многоквартирных домов (новостроек). Появились новейшие средства автоматизации, безопасности и дистанционного управления обогревом. Рассмотрим применяемые технологии по порядку.

Справка. За прошедший 10-летний период очень мало изменились отопительные приборы. В квартирах по-прежнему используется 4 типа водяных радиаторов – чугунные, алюминиевые, стальные и биметаллические. Аналогичная картина наблюдается в сфере электрообогрева, где применяются конвекторы, тепловентиляторы и приборы инфракрасного отопления.

Традиционные тепловые установки

Котлы, сжигающие различное топливо и использующие электричество, постоянно совершенствуются. Модернизируются и традиционные установки воздушного отопления, которые 20 лет назад встречались лишь в производственных зданиях. Мы однозначно относим к новинкам следующее оборудование:

  • котлы газовые конденсационные;
  • автоматические теплогенераторы на пеллетах и каменном угле;
  • установки нагрева воздуха с регенерацией теплоты – рекуператоры.

Газовый конденсационный (слева) и пеллетный автоматический котел (справа)

Примечание. Казалось бы, ассортимент классических электрообогревателей тоже дополнился новыми изделиями, например, микатермические и кварцевые модели. Эти приборы нельзя назвать инновационными, поскольку их принцип действия и КПД идентичен инфракрасным обогревателям.

Разберемся, за счет чего повышена эффективность котельного оборудования:

  1. В оптимальном режиме работы конденсационный котел использует скрытую теплоту сгорания природного газа, КПД достигает 96%. В обычных условиях при сжигании образуется вода, которая испаряется и улетает в дымоход. Цилиндрический теплообменник нашего агрегата заставляет пар сконденсироваться и отнять обратно теплоту парообразования.
  2. Автоматическая подача твердого топлива в горелку позволяет увеличить КПД сжигания угля и пеллет до 86%. Решающую роль играет четкая дозировка горючего и объема воздуха, нагнетаемого вентилятором. Заметьте: теплообменная часть котла мало отличается от дровяных «собратьев» прямого горения.
  3. Теплообменник рекуператора умеет подогревать приточный воздух, отнимая теплоту вытяжного потока. На практике удается передать 50…70%, остальные 30…50 процентов догревает отопительная установка.

Особенность классического рекуператора с перекрестными воздушными потоками – энергонезависимость и абсолютная изоляция вытяжки от притока. С другой стороны, для перемещения воздуха нужны вентиляторы, потребляющие электричество.

Самое лучшее теплосиловое оборудование стоит больших денег. Конденсационные теплогенераторы дороже обычных газовых на 40—80%, а стоимость 1 ретортной пеллетной горелки превышает цену простого котла с цепочкой. Но с течением времени и по мере распространения котельные установки дешевеют, становясь доступнее с каждым годом.

Оборудование для альтернативного отопления

Выше мы привели список нетрадиционных источников тепла, теперь раскроем секреты их эффективности:

    Тепловые насосы (ТН), используя принцип работы кондиционера, переносят энергию внутрь жилых помещений. Агрегат отнимает низкопотенциальное тепло грунта, воды либо воздуха. Соотношение потребленного электричества к перенесенной тепловой энергии составляет 1 : 3 у воздушных и 1 : 5 у геотермальных установок.

Способы отбора теплоты геотермальным ТН
Расположенные на открытом участке солнечные коллекторы греют воду напрямую либо посредством вещества, заключенного внутри прозрачных вакуумных трубок. Энергия достается практически даром, но с перебоями – ночью и в зимний период гелиосистемы сильно теряют эффективность.

Солнечные коллекторы не могут отапливать дом самостоятельно, поэтому отдают энергию в буферную емкость или бойлер косвенного нагрева

  • Тонкая полимерная пленка с нагревательным углеродным слоем не экономит электричество напрямую. Но будучи заложена под напольное покрытие (потолок, стены) по всей площади комнаты, она позволяет уменьшить затраты на электроотопление за счет невысокой температуры нагрева.
  • Уточнение. Тепловые агрегаты различных типов греют непосредственно воздух комнат или теплоноситель, направляемый к приборам отопления. Самая лучшая по эффективности – современная геотермальная установка, добывающая энергию земли. На каждый затраченный киловатт электричества она приносит 4—5 кВт теплоты.

    Из-за высокой стоимости оборудования и монтажа перечисленные способы отопления дома реализуются немногими пользователями. Исключение – инфракрасная пленка, доступная благодаря низкой цене и простоте укладки.

    Читать еще:  Как подсоединить газовый котел к системе отопления

    Постепенно дешевеют и тепловые насосы – некоторые фирмы уже показывают удобоваримые цифры, например, 300 у. е. за 1 кВт отопительной мощности вместе с монтажом (бурение скважин считается отдельно). При большом желании грунтовый ТН можно собрать самостоятельно, используя старую сплит-систему.

    Отопительные сети

    Водяные системы не собираются сдавать позиции воздушному отоплению и прямому электрическому нагреву, оставаясь наиболее распространенным методом передачи тепла в помещения. Выделим 3 схемы отопления, постепенно вытесняющие классическую двухтрубную систему закрытого типа:

    • радиаторная сеть, подключенная коллекторным (лучевым) способом;
    • контуры напольного отопления;
    • панельный обогрев — так называемые теплые стены.

    Пример лучевой разводки к батареям от гребенки

    Примечание. По-хорошему, только лучевую схему следует считать современной. Греющие полы и стены описаны еще в советских учебниках по отоплению и вентиляции, но широкую популярность обрели в середине 2000-х годов.

    Суть коллекторной разводки заключается в скрытой прямой прокладке труб к каждой батарее индивидуально. Регулировка производится на гребенке, куда подсоединяются все трубопроводы, спрятанные в полу, за подшивкой потолков либо замурованы в стенах. Схема позволяет максимально автоматизировать работу отопления и управлять температурой каждой комнаты отдельно.

    Проект греющих напольных контуров одноэтажного здания

    Преимущества теплых полов (сокращенно – ТП) хорошо известны домовладельцам – комфортный обогрев нижней зоны помещений теплоносителем низкой температуры (30—50 °С), отсюда экономия топлива 10—30%. Существенный недостаток – инерционность (длительный прогрев и остывание бетонного монолита).

    Справка. В санузлах и коридорах малой площади лучше устраивать электрические теплые полы, где нагревательным элементом служит резистивный кабель или та же пленка. Причина – меньшие затраты на монтаж.

    Панельный обогрев – это аналог теплого пола, только труба крепится к стене и заделывается штукатуркой. При подключении к тепловому насосу либо чиллеру настенный контур может охлаждать комнату в летний период. Подробнее о современном варианте отопления смотрите на видео.

    Шаг в будущее: особенности cовременных систем отопления частных домов

    Отопительный сезон в России длится около семи месяцев. Для владельцев частных домов и тех, кто только собирается ими стать вопрос эффективного отопления помещения становится сложной задачей, которую не так-то просто решить. Попробуем разобраться, что собой представляют современные системы отопления частного дома.

    Традиционные отопительные системы

    Чаще всего для отопления используют воду или различные антифризные жидкости, которые циркулируют по трубам. Жидкость нагревается при помощи газовых котлов, которые могут работать на жидком, твердом и газовом топливе. В последнее время в качестве нагревающих элементов стали использовать электродные и индукционные котлы.

    Водяное отопление популярно за счет доступности и эффективности теплоносителя у владельцев коттеджей и прочего загородного жилья. Водяную систему легко смонтировать самостоятельно. Положительным моментом является то, что объем воды в системе остается постоянным.

    Недостатки водяного отопления в длительном времени прогревания помещения, возможных протечках и разрывах труб. Нельзя отключать водяную систему зимой, так как вода замерзнет и разорвет трубы.

    Прогрессивные отопительные системы

    Устройство современных систем отопления частных домов принципиально отличается от традиционных способов обогрева. Отопительная техника с каждым годом стремительно развивается. Оборудование усовершенствуется, становится эффективнее.

    Возникают новые источники энергии, отвечающие требованиям защиты окружающей природной среды и общему комфорту эксплуатации оборудования.

    Инновационная разработка российских ученых – система инфракрасного отопления ПЛЭН. Она состоит из тончайшей полимерной пленки и резистивно-нагревательного элемента из углеродных нитей.

    ПЛЭН излучает тепловую составляющую солнечного света, которая поглощается полом, потолком, мебелью и создает комфортную температуру помещения.

    Характеристики

    Максимальная температура поверхности этой конструкции – 60°C, но для создания наиболее комфортных условий в доме достаточно 30° – 40°С.

    ПЛЭН можно уложить по всей поверхности основания помещения, накрыв сверху ламинатом или любым другим видом покрытия. Если же смонтировать систему на потолке, то вы получите ощущение тепла и комфорта как от солнца. Крепить конструкцию к стенам тоже можно, но ее эффективность от этого пострадает.

    Одним из достоинств пленочного нагревателя является отсутствие жидкого теплоносителя. Это избавляет от установки сложных систем, протечек, замерзания жидкости. Кроме того, пленочные отопительные системы, имеют еще ряд преимуществ:

    • не сушат воздух;
    • отсутствуют интенсивные тепловые потоки;
    • не создают конвективные потоки;
    • пожаробезопасны;
    • просты в монтаже;
    • полностью безопасны для человека и окружающей среды.

    Еще одним доводом в пользу ПЛЭН для загородного дома являются многолетние исследования ученых. Они доказали, что длинноволновое инфракрасное излучение при умеренной мощности оказывает полезное воздействие на организм человека.

    Главный недостаток системы инфракрасного отопления – его высокая стоимость. Для устройства отопительной системы всего дома придется сделать серьезные денежные вложения, которые окупятся довольно не скоро.

    Геотермальные системы

    Инновация в отоплении частного дома – забор тепла из грунта, который находится на придомовом участке. Для этого используют геотермальную установку. Ее конструкция состоит из теплового насоса, работающего по принципу холодильника, только на обогрев.

    Возле дома создается шахта, где необходимо расположить теплообменник. По нему грунтовые воды будут поступать в теплонасос, отдавать тепло, которое будет использоваться для обогрева строения.
    При отоплении загородного дома в качестве теплоносителя используют антифриз. Для этого в шахте устанавливается специальный резервуар.

    Солнечные батареи

    Очень просто использовать тепловую энергию, источником которой является солнечный свет. Новейшие системы отопления загородного дома, работающие от солнечной энергии, представляют собой коллектор и резервуар.

    Структура трубок, из которых состоит коллектор, сводит потери тепла к минимуму. Исходя из конструкционных особенностей, солнечные коллекторы бывают вакуумные, плоские и воздушные.

    Размещать их необходимо как можно выше.

    Нюансы

    Этот вид отопления подойдет только для теплых регионов страны, где яркое солнце светит хотя бы 20-25 дней в году. В противном случае должны быть установлены дополнительные системы отопления. Еще одним недостатком солнечных батарей является высокая стоимость и небольшой срок службы аккумуляторов, необходимых для накопления электроэнергии.

    Гидротермальные системы

    Если ваш загородный дом расположен рядом с незамерзающим водоемом, то необходимую теплоэнергию можно получать из воды.

    Для этого на дно водоема укладывается зонд-теплообменник, а в доме монтируется тепловой насос. Чем больше размер зонда, тем эффективнее гидротермальная установка.

    Воздушные системы

    В теплых климатических зонах можно использовать систему воздух – воздух. Простейшие виды подобных теплонасосов – инверторные кондиционеры. Монтируются они как обычные кондиционеры. Эффективность их работы снижается при минусовой температуре, а при -30°C и ниже сводится к нулю.

    Ветроэлектрогенератор

    Энергия ветра давно используется для получения электричества. Но ее также можно применять для обогрева загородного жилья. Учеными создан безредукторный ветроэлектрогенератор, который монтируется на вертикальной оси вращения на крыше дома. Для снижения шума при работе конструкции ось должна быть оснащена виброизолятором. В подвале размещают электрический водонагреватель и тепловой аккумулятор.

    Это устройство довольно сложно в изготовлении, имеет большой размер и вес. Его долго и непросто монтировать. Для получения максимальной энергии ветра необходимо возвести достаточно высокую башню.

    Плюсы и минусы

    Несомненным достоинством этого вида отопления является его экологичность. Извлечение энергии из ветра не наносит никакого урона окружающей среде. Кроме того, эта энергия абсолютно бесплатна, а расходы на изготовление и монтаж оборудования относительно невелики.

    Несмотря на несомненные достоинства, этот способ отопления загородных домов не пользуется популярностью, что связано с непостоянством силы и скорости ветра.

    Электрообогрев

    Электрообогрев помещений относится скорее к традиционным методам отопления, которые были модернизированы в последние десятилетия. Электрические приборы просты в эксплуатации, удобны и надежны. Их давно используют для местного обогрева.

    Чтобы равномерно прогреть всю площадь помещения при помощи электричества используют теплые полы. Эта система удобна для использования в загородном частном доме.

    Система «теплый пол»

    Технология напольного отопления – это удобная и экономичная система прогрева помещения. В современных установках используются прогрессивные материалы. Для изготовления трубопроводов применяются легкие и прочные полимерные материалы.

    Основой теплого электрического пола служит греющий кабель. Главное в этом виде отопления – качество кабеля, от которого зависит эффективность работы системы и длительность ее службы.
    Теплые полы, использующие воду, не выделяют вредных веществ, электромагнитных излучений. Вода – дешевый и теплоемкий теплоноситель. Монтируется сеть трубопровода, по которой течет жидкость, между основанием и покрытием пола. По сравнению с электрической системой «теплый пол», этот вид отопления значительно дешевле.

    Политика энергоснабжения, проводимая в последние годы, предполагает переход на возобновляемые источники энергии. Все чаще для производства электричества используется не газ и уголь, а солнце, ветер, энергия воды. Это экологически чистые источники энергии, которые не загрязняют выбросами и сбросами окружающую природную среду.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector